專利名稱：一種提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法
技術領域：
本發明涉及材料加工領域，特別提供了ー種提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法。
背景技術：
鋸條在エ業生產中應用廣泛。鋸條的工具部位為鋸齒，這一區域在工作時受到反復的拉壓、扭轉、剪切、磨損等作用，常出現斷齒或是變鈍現象而失效。因此，這一區域對材料的綜合力學性能要求非常高。常規的鋸條生產方法是采用擠壓、軋制等塑性變形方式成形，然后通過淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等エ藝處理，形成鋸條。但由于這類傳統加工方法對于材料的晶粒細化作用有限，現有情況下已不可能大幅提高鋸條的力學性能。另ー種方法是用電子束將特殊合金鋸條帶焊到金屬基體上，然后對合金部分進行上述エ藝形成雙金 屬鋸條，但這種方法成本很高。在不改變材料成分的條件下細化其微觀組織，獲得細晶/超細晶甚至是納米晶組織是實現材料力學性大幅提升的有效手段。細晶/超細晶材料的綜合力學性能優于粗晶材料，其制備比納米晶材料更容易，因此細晶材料的制備具有重要應用前景。
發明內容
本發明的目的在于提供ー種提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，以解決以往鋸條中出現的易斷齒和變鈍的問題。本發明提供ー種提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，通過劇烈的材料塑性變形，使該區域組織細化、致密化、均勻化，獲得細晶/越細晶組織，其力學性能得以大幅改善，從而提高使用壽命，其特征在于具體的加工過程如下(如圖I所示)
——將鋸條毛坯件I放在工作臺2上，然后用卡具3緊固；
——沿著鋸條毛坯件的中央部分使用工具4沿縱向方向進行攪拌摩擦加工，其中摩擦加工的エ藝參數為，加工工具轉速200-4000轉/分鐘、行進速度20-1000毫米/分鐘，然后，用線切割或激光切割方法將加工后的毛坯件沿中線按鋸齒形切開兩塊，形成半成品；
——將半成品的加工區進行淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等常規エ藝處理，形成鋸條。其中，所述的鋸條毛坯件為經熱加工或熱處理后的軟態，且鋸條毛坯件的厚度為0-10mm、寬度為成品件寬度的2倍以上。為了提高鋸條毛坯件的冷卻速度和增加強化效果，可在攪拌摩擦加工時對鋸條毛坯件吹壓縮空氣冷卻，或是放入水中或溫度為-80 °C O °C的過冷液中進行加，如圖2所示；所述的攪拌摩擦加工為單道次或多道次搭接攪拌摩擦加工，其中，多道次搭接攪拌摩擦加工中的搭接率為30-100%，且多道次加工時前后相鄰道次之間具有一定的重復部分，該重復部分面積占單獨道次面積的比率稱為搭接率。本發明提供的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，適用于材質為碳鋼或合金鋼的鋸條。目前已有多種制備細晶/越細晶材料的塑性加方法，作為ー種新的強塑性變形加工手段，攪拌摩擦加工是制備大尺寸塊體細晶材料的有效方法。攪拌摩擦加工過程中，在高速旋轉工具的摩擦與攪拌作用下，加工區域溫度迅速升高并發生高應變速率的強塑性變形，原始粗大組織被破碎，并通過動態再結晶形成細小的晶粒。與制備超細晶材料的其它強塑性變形手段相比，攪拌摩擦加工具有高效、快捷、易于控制等優點，其過程類似于機械加エ，易于實現機械化、自動化，且無有害物質產生，綠色環保。
圖I為鋸條的裝卡與攪拌摩擦加工示意 圖2為鋸條攪拌摩擦加工時的冷卻示意圖。
具體實施例方式實施例I
使用夾具將鋸條毛坯件固定在工作平臺上，如圖I所示。然后對3mm厚的T8A共析鋼鋸條坯料進行攪拌摩擦加工，采用轉速600rpm、行進速度200mm/min的エ藝參數，再用線切割沿中線切成兩塊半成品；將半成品的加工區進行淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等常規エ藝處理，形成鋸條。T8A共析鋼鋸條的加工區由軋制態粗晶變為等軸狀再結晶組織，平均晶粒尺寸由20 μ·咸少到8 μιη其屈服強度提高70%，硬度提高80%，延伸率提高200%，零件使用壽命提高70%。實施例2
使用夾具將鋸條毛坯件固定在工作平臺上，如圖I所示。然后對2mm厚的T12過共析鋼鋸條還料進行攪拌摩擦加工，采用轉速500rpm、行進速度300mm/min的エ藝參數,在風冷條件下進行；再用線切割沿中線切成兩塊半成品；將半成品的加工區進行淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等常規エ藝處理，形成鋸條。T12過共析鋼鋸條的加工區由軋制態粗晶變為等軸狀再結晶組織，平均晶粒尺寸由30μπι減少到5 Mm,其屈服強度提高100%，硬度提高130%，延伸率提高100%，零件使用壽命提高90%。實施例3
使用夾具將鋸條毛坯件固定在工作平臺上，如圖I所示。然后對2mm厚的高速鋼進行攪拌摩擦加工，采用轉速400rpm、行進速度100mm/min的エ藝參數，在水冷條件下進行，再用激光切割方法沿中線切成兩塊半成品；將半成品的加工區進行淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等常規エ藝處理，形成鋸條。高速鋼的加工區由軋制態粗晶變為等軸狀再結晶組織，平均晶粒尺寸由25 μιη減少到O. 8 μπι其屈服強度提高150%，硬度提高200%，延伸率提高50%，零件使用壽命提高I倍以上。
權利要求
1.一種提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于具體的加工過程如下 ——將鋸條毛坯件I放在工作臺2上，然后用卡具3緊固； ——沿著鋸條毛坯件的中央部分使用工具4沿縱向方向進行攪拌摩擦加工，其中摩擦加工的工藝參數為，加工工具轉速200-4000轉/分鐘、行進速度20-1000毫米/分鐘，然后，用線切割或激光切割方法將加工后的毛坯件沿中線切開兩塊，形成半成品； ——將半成品的加工區進行淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等常規工藝處理，形成鋸條。
2.按照權利要求I所述的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于所述的鋸條毛坯件為經熱加工或熱處理后的軟態。
3.按照權利要求I所述的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于所述的鋸條毛坯件的厚度為0-10mm、寬度為成品件寬度的2倍以上。
4.按照權利要求I所述的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于在攪拌摩擦加工時對鋸條毛坯件吹壓縮空氣冷卻，或是放入水中或溫度為-80 °C 0 °C的過冷液中進行加工。
5.按照權利要求I所述的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于所述的攪拌摩擦加工為單道次或多道次搭接攪拌摩擦加工。
6.按照權利要求5所述的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于所述的多道次搭接攪拌摩擦加工中的搭接率為30-100%，其中，多道次加工時前后相鄰道次之間具有一定的重復部分，該重復部分面積占單獨道次面積的比率稱為搭接率。
7.按照權利要求I所述的提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于所述鋸條毛坯件的材質為碳鋼或合金鋼。
全文摘要
一種提高鋸條使用壽命的短流程塑性加工方法，其特征在于具體的加工過程如下使用夾具將鋸條毛坯件固定在工作平臺上，沿著鋸條毛坯件的中央部分縱向進行攪拌摩擦加工，其中摩擦加工的工藝參數為，加工工具轉速200-4000轉/分鐘、行進速度20-1000毫米/分鐘，然后，用線切割或激光切割方法將加工后的毛坯件沿中線切成兩塊半成品；將半成品的加工區進行淬火、回火、開齒、分齒、噴砂等常規工藝處理，形成鋸條；該方法具有工藝流程短、成本低、易于操作等優點。
文檔編號C21D8/00GK102672276SQ201010604760
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月17日 優先權日2011年3月17日
發明者倪丁瑞, 王東, 王全兆, 肖伯律, 馬宗義 申請人:中國科學院金屬研究所